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Ottimizzazione della dose in Rx tradizionale e TC
Fabio Paolicchi, Alessia Parolini
Principio di ottimizzazione (art.4 D.Lgs. 187/2000)
Tutte le dosi dovute ad esposizioni radiologiche a scopo diagnostico
devono essere mantenute al livello più basso ragionevolmente ottenibile
compatibilmente con una adeguata qualità dell’informazione.
Principio ALARA As Low As Reasonably Achievable
Perché ottimizzare
• Incremento dell’esposizione dovuta a procedure mediche negli ultimi 30 anni: 600%
• Ad oggi, l’esposizione medica rappresenta circa il 50% dell’esposizione totale
• La metodica che incide maggiormente è la TC, la quale arriva ad erogare oltre il 65% della dose prodotta da attività mediche
Modello LNT
In un processo di ottimizzazione è necessario considerare 2 aspetti:
la dose al paziente la qualità dell’immagine
Fattori che influenzano la dose e la qualità dell’immagine in TC
Fattori principali Corrente del tubo (mA) Tensione del tubo (kV) Tempo di scansione Pitch Modalità di acquisizione
Fattori secondari FOV di acquisizione (SFOV) FOV di ricostruzione (DFOV) Collimazione del fascio Intervallo di ricostruzione Algoritmo di ricostruzione
Altri fattori Dimensione del paziente Movimento del paziente Geometria ed efficienza dei detettori Formazione del personale
Come ottimizzare
Sistemi per il Controllo Automatico dell’Esposizione
5,49 mSv 26,1 mSv
Esposimetri Il corretto utilizzo dei dispositivi di regolazione della corrente consente un’elevata riduzione della dose al paziente.
Tack D et al, in Radiation dose from multidetector CT (2nd edition). Springer Verlag, Berlin, 2012
Habibzadeh MA et al., (2011)
Corretto posizionamento del paziente
un posizionamento non corretto può incrementare notevolmente la dose erogata
Ottimizzazione dei protocolli
• Lunghezza della scansione
• Numero delle scansioni
• kVp (tensione del tubo)
Una riduzione della tensione da 120 a 90 kV comporta un abbattimento di circa il 35% della dose senza compromettere eccessivamente la rilevabilità a basso contrasto Fumana et Al, Radiology 2005
Inizialmente utilizzati nei primi esperimenti di Hounsfiled e subito abbandonati per la loro elevata richiesta computazionale. Con lo sviluppo delle tecnologie informatiche tali algoritmi sono gestibili dagli attuali computer. A parità di dose, consentono una notevole riduzione del rumore presente nelle immagini in confronto con l’algoritmo della retroproiezione filtrata. Rappresentano il dispositivo software maggiormente in grado di ridurre la dose al paziente.
Algoritmi di ricostruzione iterativi
Algoritmi di ricostruzione iterativi
da A.C. Silva et al. Innovations in CT Dose Reduction Strategy: Application of the ASIR Algorithm, AJR Jan 2010
Ottimizzazione in Radiologia Tradizionale
La Dose dipende dalla tecnica d´esposizione (kV, mAs, distanza, filtro, griglia, collimazione, taratura AEC)
La Qualitá dell´immagine dipende dal software di elaborazione dell´immagine, dalla tecnica d‘esposizione (collimazione, griglia, kV, mAs) e dal corretto posizionamanto/centratura del paziente
Sistema digitale • Grandi vantaggi:
– Possibilità di post-processing – Possibilità di una riduzione dei costi di gestione (stampa, ripetizione
esame ecc.) – Possibilità di spedire e archiviare – Possibilità di ridurre notevolmente la dose paziente (soprattutto per
sistemi con rivelatori diretti) • Attenzione però, c’è un potenziale rischio di aumentare la dose paziente
dovuto alla tendenza a: – Produrre più immagini del necessario
– Produrre immagini con una qualità maggiore di quella necessaria per rispondere al quesito clinico
I sistemi CR & DR hanno una curva lineare su un più ampio range di esposizioni
Sistema digitale
Ottimale significa: adeguato ai fini diagnostici
Immagini sovra- o sotto-esposte non erano refertabili
Basse dosi – rumore alto
Alte dosi – immagini „belle“, ma non contengono più informazioni
Con i sistemi schermo-pellicola la scelta dei parametri espositivi era limitato
Come ottimizzare
ABC per l‘ottimizzazione
Adeguare la tecnica d´esposizione (kV diversi, mAs diversi; tabelle)
Buona centratura
Collimazione corretta
Detettori più sensibili (DR invece di CR)
Elevare Sensitivity Class (es.: sistemi AGFA)
Filtri
Griglia
Indumenti di protezione (grembiuli e camici di Pb)
Adeguare la tecnica d’esposizione: kV&mAs
ipotizzare un aumento dei kV e riduzione dei mAs
considerare la possibilità di recuperare il contrasto perso con il post-processing
utilizzare tabelle espositive adeguate
- all‘apparecchiatura Rx e al sistema di rivelazione d‘immagine
- all‘anatomia del paziente e alla specifica proiezione
- al quesito clinico e al livello di qualità dell‘immagine desiderato
possono risultare uno strumento efficace a prevenire il fenomeno dell‘“exposure creep“ e garantire una qualità dell‘immagine costante, coerente e comparabile nel tempo
Adeguare la tecnica d’esposizione: kV&mAs
60 kV 100 kV 80 kV
• post-processing cambiato
Image: B.Burns
-72% dose
paziente
-55% dose
paziente
Buona Centratura
•Una buona centratura fa risparmiare dose e tempo
•Una buona centratura permette di visualizzare tutte le strutture anatomiche di interesse clinico
Dose paziente Qualità dell’immagine
Collimazione corretta
•Effetti sulla quantità di radiazione diffusa e quindi sul
contrasto
•Effetti sull’indicatore di esposizione
13x18 cm
17x21 cm
Dose agli organi dell’addome.
Dose efficace raddoppiata.
Dose paziente Qualità dell’immagine
DR invece di CR – Detettori più efficienti
Confronto dose CR - DR: Valori medi percentuali rispetto LDR
0 %
20 %
40 %
60 %
80 %
100 %
120 %
140 %
160 %
Cra
nio A
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PA
Cra
nio L
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hide
cerv
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e AP
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i/L
DR
[%
]
DR
CR
LDR
Dose paziente
Metà dose con sistemi DR dovuto a
Efficienza più alta
Spesso kV più alti
Elevare SensitivityClass (es: AGFA)
Che cos’è la SensitivityClass?
È un parametro che gestisce
l’amplificazione del segnale in uscita
dal fotomoltiplicatore (PMT) in fase
di lettura del plate ed è impostabile
sullo schermo del pc di
identificazione
l’amplificazione raddoppia passando
da 25 a 50, da 50 a 100, da 100 a
200 ecc. e di conseguenza aumenta
il valore del segnale e il valore di
lgM (di 0,3)
luce Segnale
elettrico
Elevare SensitivityClass (AGFA)
•bisogna DIMEZZARE i mAs per tenere costante il lgM
•e si avrà un risparmio di dose paziente del 50%!
•Per certi tipi d’esame si potrebbe usare anche SC 800 o 1200 (esami di posizionamento cateteri; ricerca corpi estranei metallici) risparmiando dose al paziente
•comporta un leggero aumento di rumore sull’immagine
•La letteratura non riporta peggioramenti significativi della qualità dell’immagine
Dose paziente Qualità dell’immagine
Passando da una SensitivityClass 200 a 400…
SC 200 SC 800
-200% di dose
Filtri
•assorbe la parte dello spettro a radiazione meno energetica (“raggi molli”)
•Cioè la parte dello spettro che non arriva neanche al rivelatore dell’immagine, ma fa solo aumentare la dose al paziente!
•aiuta a ridurre fino al 30-40% la dose al paziente
•potrebbe / dovrebbe essere utilizzato per tutte le radiografie ai bambini
Dose paziente Qualità dell’immagine
Un filtro di Al (o Cu)…
Al Cu
Senza filtro
Con filtro
-30% di dose
al paziente
Immagini di fantoccio
Griglia
•assorbe ca. il 60% della radiazione primaria e quindi bisogna almeno RADDOPPIARE i mAs per tenere costante la dose al rivelatore
•assorbe ca. il 92% della radiazione diffusa e come risultato si avrà un netto MIGLIORAMENTO del contrasto sull’immagine
Dose paziente Qualità dell’immagine
Una griglia con R 12 , 60 lp/cm, focalizzata a 120cm…
con griglia senza griglia
Quando usare la griglia?
Spessore oggetto > 10-12cm
kV > 70
Non usare la griglia per Rx torace neonati.
Valutare l‘utilizzo per esami Rx di bambini normopeso (un torace di un bimbo di 5 anni crea poca radiazione diffusa).
Togliere la griglia negli apparecchi DR quando si eseguono Rx delle estremità.
Indumenti di protezione
•usando sistemi di rivelazione digitali: posizionato nel fascio primario può influire negativamente sulla qualità dell’immagine:
•tanti pixel bianchi cambiano l´aspetto dell´istogramma e la visualizzazione risulta
meno contrastata
•assorbe ca. il 90% della radiazione primaria
•assorbe ca. il 93% della radiazione diffusa
•va posizionato sopra un organo radiosensibile (gonadi, tiroide, occhio, seno…)
•Non deve coprire strutture anatomiche di interesse clinico per la proiezione eseguita
•Serve anche al benessere psicologico del paziente
Il grembiule / camice di 0.35mm Pb-equivalente…
Dose paziente Qualità dell’immagine
Conclusioni
Il processo di ottimizzazione è di fondamentale importanza in quanto consente di ottenere il maggior beneficio per il paziente, riducendo al minimo i rischi associati alle procedure radiologiche.
Il primo passo per muoversi in questo senso è la consapevolezza della dose associata a tali procedure.
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